La ciencia en casa! Divertidos experimentos caseros para los más pequeños. ¡Aprendamos sobre la tensión superficial del agua y la presión del aire!

lasocia (60)in #steempress • 6 years ago (edited)

Hola amigos de @steemiteducation, es un placer saludarlos. Desde hace un tiempo, he estado desarrollando algunas publicaciones educativas súper divertidas, dinámicas y, por supuesto, para nuestros niños y estudiantes. Bueno, hoy en esta misma línea les traigo un Experimento muy simple, pero al mismo tiempo divertido que dejará mucho conocimiento a los más pequeños. Hoy estudiaremos y experimentaremos con una pajilla que funcionará como una pipeta para realizar nuestros experimentos en casa y, a su vez, descubriremos cómo funciona la tensión superficial del agua y la presión atmosférica dentro de la misma, evitando que el agua caiga y crezca. Su función es transferir líquidos de un lugar a otro.

Pero antes de comenzar el experimento, es importante que conozcamos algunos términos para que nuestros hijos tengan una base teórica:

Que es la tensión superficial del agua?

La tensión superficial es la energía, o trabajo, requerida para aumentar el área de superficie de un líquido debido a las fuerzas intermoleculares. Dado que estas fuerzas intermoleculares varían dependiendo de la naturaleza del líquido (por ejemplo, agua frente a la gasolina) o solutos en el líquido (por ejemplo, tensioactivos como detergente), cada solución exhibe diferentes propiedades de tensión superficial.

¿Qué es la presión del aire?

La presión del aire es el peso de las moléculas de aire que presionan la Tierra. La presión de las moléculas de aire cambia a medida que te mueves hacia arriba desde el nivel del mar hacia la atmósfera. La presión más alta es a nivel del mar, donde la densidad de las moléculas de aire es la mayor.

Ahora si amigos comienza la diversión, vamos con el experimento:

Haremos una pipeta con un pitillo! Divertido verdad?

Si tomamos un pitillo y lo metemos en un vaso con agua, luego le colocamos el pulgar en uno de los extremos y lo sacamos, el agua no caerá!! fantástico verdad? Podemos tener una pipeta tan solo con un pitillo, que nos ayudará en los experimentos caseros y a transferir líquidos de un lugar a otro.

Materiales:

Un vaso con agua, si puedes poner colorante es mejor para poder ver el agua con mas claridad.

Un pitillo si es transparente mejor para que se precie el agua,

Proceso:

Mete el pitillo en el vaso y aprecia como se llena de agua.

Saca el pitillo del vaso y observa como al agua se sale.

Coloca el pitillo en el vaso nuevamente y nota como se llena de agua, luego coloca el dedo pulgar en el orificio y saca el pitillo del agua notarás que solamente cae una gota pero que el agua se queda dentro del pitillo.

Fijate que al quitar el dedo el agua sale y al colocarlo el agua se detiene.

Mágico verdad! ya tenemos una pipeta.

Con el tiempo y practica lograras que al quitar el dedo y ponerlo salga el agua gota por gota, por lo que además de de una pipeta también tendrás un gotero.

Si inclinas un poco la pipeta podrás controlar mejor el flujo del agua.

¿Qué ocurre?

Si la gravedad atrae a todos los cuerpos hacia el centro de la Tierra, el agua dentro de la paja no puede ser una excepción. Sin embargo, cuando el orificio superior de la pajita se cubre con el dedo, el agua no se escapa. Por otro lado, sabemos que el agua tiene una alta tensión superficial debido al carácter polar de su molécula, también sabemos que la superficie del agua se comporta como una membrana elástica y que esta membrana es capaz de sellar pequeños orificios. En el caso de la paja, la tensión superficial actúa tirando hacia el agua que está en el orificio de salida. Como hemos visto, su acción solo logra sellar la abertura cuando se cubre el extremo superior de la pajilla. Finalmente, debemos considerar el aire y la presión que ejerce sobre todos los cuerpos: la presión atmosférica. La presión atmosférica actúa empujando el agua de la pajilla a través de ambos extremos, pero con consecuencias completamente diferentes: la parte superior favorece la salida del agua y el extremo inferior la dificulta. Cuando la pajilla está abierta, el aire sobre la columna de agua está a presión atmosférica. Pero, cuando el agujero se cubre con el dedo, sucede algo muy interesante. Si lo ha notado con cuidado, habrá notado que cuando saca la pajilla del agua, siempre cae alguna gota. ¿Qué significa esto? Debido a que el aire atrapado entre el dedo y el agua, al tener más espacio disponible, aumenta el volumen que ocupa. Por la ley de gases de Boyle-Mariott, sabemos que a una temperatura constante y para un gas confinado en un contenedor, el producto de la presión por volumen permanece sin cambios. Luego, a mayor volumen, menor presión y viceversa. Por lo tanto, al ocupar un mayor volumen, podemos deducir que la presión ejercida por el aire atrapado en la paja es menor que la presión atmosférica. Recapitulando, cuando el orificio en la pajilla es: Abierto: la tensión superficial y la presión atmosférica intentan sellar el orificio, sin embargo, sus acciones se superan mediante la suma de los efectos de la fuerza gravitacional y la presión atmosférica ejercida por el aire. Ubicado en la columna de agua. El agua se escapa. Cerrado con el dedo: esta vez la tensión superficial y la presión atmosférica pueden sellar el orificio porque juntos pueden equilibrar los efectos de la fuerza gravitacional y la presión (menor que la atmosférica) ejercida por el aire atrapado dentro de la pajilla. Entonces, mientras este equilibrio no se rompa, el agua no caerá.

A los niños les encanta hacer experimentos. Con ellos, mientras se divierten, aprenden y hacen preguntas sobre el mundo que los rodea. Entre sus muchos beneficios, la exploración científica alimenta la curiosidad natural del niño, fomenta su interés por la ciencia, estimula el razonamiento y la lógica, mejora su capacidad para resolver problemas, aumenta su autoestima y los prepara para comprender conceptos científicos más complicados en el futuro. Para disfrutar de la ciencia no es necesario tener un laboratorio, te sorprenderás de la cantidad de experimentos que se pueden hacer con algunos materiales hechos en casa. Así que no espere más, póngase a trabajar y diviértase con sus hijos o estudiantes. Espero que este artículo haya sido de su interés y ayuda y les espero en mi próxima publicación.